mini|Einsatz von Asphalt im Straßenbau: frisch eingebaute und verdichtete Tragschicht mini|Frisch hergestelltes Asphaltmischgut lose aufgeschüttet. Die Mineralstoffe sind vollständig mit Bitumen umhüllt. mini|Asphaltstraße auf Sand (Fuerteventura) Asphalt ist eine natürliche oder technisch hergestellte Mischung aus dem Bindemittel Bitumen und Gesteinskörnungen, die im Straßenbau für Fahrbahnbefestigungen, im Hochbau für Bodenbeläge, im Wasserbau und seltener im Deponiebau zur Abdichtung verwendet wird. Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen sind Asphaltbefestigungen in verschiedenartige Schichten unterteilt. Hierbei werden Asphalttrag-, Asphaltbinder- und Asphaltdeckschichten unterschieden. Je nach Dicke und Lage liefern sie ihren Anteil zur Tragfähigkeit der Gesamtkonstruktion, sofern alle Schichten zu einem kompakten Baukörper verbunden sind. Asphalt verhält sich chemisch nahezu inert (träges Reaktionsverhalten) und weist ein thermoplastisches Verhalten auf.
Etymologie Das Wort leitet sich von („Asphalt, Erdharz“) ab, das seinerseits ein mittels Alpha privativum negiertes Verbalsubstantiv von („zum Fallen bringen“) ist. Dies geht vermutlich darauf zurück, dass Asphalt ursprünglich als Bindemittel im Mauerbau verwendet wurde und die Mauern vor dem Umgestoßenwerden (Umfallen) schützte.Hjalmar Frisk: Griechisches Etymologisches Wörterbuch. Band 1: A–Ko, Universitätsverlag, Heidelberg 1960, S. 174 (). Die Römer nannten den Stoff („schwellendes oder aufwallendes Pech“); daraus entstand dann der Begriff Bitumen. Asphalt und Bitumen hielt man früher für zur Einbalsamierung von Leichen verwendete Substanzen. Eine arabische Bezeichnung dafür ist deshalb „mum“, abgeleitet vom persischen mûm, môm für Wachs; latinisiert wurde daraus MumiaJacques Mislin: Die heiligen Orte. 3. Band, Kaiserl.-Königl. Hof- u. Staatsdr., Wien 1860, S. 285. (vgl. auch „Mumijo“). Man unterschied zudem (auch ) und Otto Beßler: Prinzipien der Drogenkunde im Mittelalter. Aussage und Inhalt des Circa instans und Mainzer Gart. Mathematisch-naturwissenschaftliche Habilitationsschrift, Halle an der Saale 1959, S. 138, 159 und 163. bzw. Vergleiche auch Ute Obhof: Rezeptionszeugnisse des „Gart der Gesundheit“ von Johann Wonnecke in der Martinus-Bibliothek in Mainz – ein wegweisender Druck von Peter Schöffer. In: Medizinhistorische Mitteilungen. Zeitschrift für Wissenschaftsgeschichte und Fachprosaforschung. Band 36/37, 2017/2018, S. 25–38, hier: S. 35 („Bitumen iudaicum – iuddenlyme“); und Claudia Erbar, Karin Zimmermann: Der Codex Palatinus germanicus 539 – eine Pflanzenliste aus dem 15. Jahrhundert. 2009 (Digitalisat), S. 51. (Asphalt vom Toten Meer).Otto Zekert (Hrsg.): Dispensatorium pro pharmacopoeis Viennensibus in Austria 1570. Hrsg. vom österreichischen Apothekerverein und der Gesellschaft für Geschichte der Pharmazie. Deutscher Apotheker-Verlag Hans Hösel, Berlin 1938, S. 135 (Asphaltos).Vgl. auch Otto Beßler: Prinzipien der Drogenkunde im Mittelalter. Aussage und Inhalt des Circa instans und Mainzer Gart. Mathematisch-naturwissenschaftliche Habilitationsschrift, Halle an der Saale 1959, S. 163 („[…] besonders vom Toten Meer“).
Begriffsabgrenzung Der Baustoff Asphalt wird landläufig fälschlicherweise mit Teer gleichgesetzt. Anders als Asphalt, dessen Bindemittel Bitumen aus Erdöl gewonnen wird, entsteht das Bindemittel Teer jedoch durch Pyrolyse von Holz oder Kohle. Teer gilt als gesundheitsgefährdend und seine Verwendung ist in der Bundesrepublik Deutschland im Straßenbau seit 1984 verboten. In: Tiefbau. 5. Mai 2007, S. 303–309. Festgeschrieben ist dieser Sachverhalt in Technische Regeln für Gefahrstoffe 551. In der Zeit vor seinem Verbot war Teer ein häufig verwendeter Baustoff im Bauwesen, z. B. bei der sogenannten Staubfreimachung.
Äußerlich unterscheiden sich die beiden Stoffe durch Geruch und Aussehen geringfügig. So besitzt Bitumen einen neutralen Geruch und eine schwarze Farbe, Teer dagegen riecht leicht süßlich und besitzt eine leichte Braunfärbung.
Auch bei der Wiederverwertung muss teerhaltiges Material gesondert entsorgt werden. Der EU-weit geltende Abfallartenkatalog, in Deutschland über die Abfallverzeichnis-Verordnung umgesetzt, stuft teerhaltige Abfallstoffe als gefährlichen Abfall ein. Ausgebaute Asphalte dagegen können ohne Bedenken wiederverwertet werden.
Werkstoffkennwerte Die Festigkeit von Asphalt wird von den Temperaturverhältnissen bestimmt. Bei tiefen Temperaturen (Winter) verhält er sich elastisch, bei hohen Temperaturen (Sommer) dagegen viskoelastisch. Dieses Temperaturverhalten hat unmittelbaren Einfluss auf Elastizitäts- und Schubmodul des Asphalts. Der Elastizitätsmodul beschreibt die Spannung im Asphalt, die infolge einer lastbedingten Verformung auftritt. Er schwankt zwischen 1000 N/mm² im Sommer und 9000 N/mm² im Winter. Der Schubmodul gibt die Spannungen wieder, die infolge von Schubverformungen im Asphalt erzeugt werden.
Die Werkstoffkennwerte von Asphalt sind abhängig von dem Mischungsverhältnis und den Eigenschaften der beiden Bestandteile Bitumen und Gesteinskörnung. Das Mischungsverhältnis liegt grob bei 95 % Gesteinskörnung und 5 % Bitumen, dieses Verhältnis kann jedoch nach oben oder unten geringfügig verändert werden. Die beigegebene Menge (sogenannter Bindemittelgehalt) und die Härte (also die Bindemittelsorte) des Bitumens verändern das Materialverhalten wesentlich. Die Bindemittelsorte bestimmt weiter auch den Erweichungspunkt, welcher mit dem Ring- und Kugelversuch nachgewiesen werden kann, die Bindemittelhärte wird mit der Nadelpenetration ermittelt.
Die Gesteinskörnung übernimmt die Stützfunktion im Asphalt und muss in ihrer Korngrößenzusammensetzung, der sogenannten Sieblinie, auf die Belastung abgestimmt werden. Fehlen gewisse Korngrößen, also Kornanteile, in der Sieblinie, wie beispielsweise im offenporigen- oder Splittmastixasphalt, so spricht man von einer Ausfallkörnung.
Um ein gutes Tragverhalten zu erzielen, ist die Kornzusammensetzung so einzustellen, dass eine möglichst dichte Gesteinsmischung entsteht. Zusammen mit einer sachgemäßen Verdichtung beim Einbau wird so ein hohlraumarmer Asphalt erstellt (Ausnahme offenporiger Asphalt). Des Weiteren müssen die Gesteinskörnungen frostbeständig und im Falle einer Asphaltdeckschicht polierresistent sein.
Asphalt ist wasserundurchlässig, wenn der Hohlraumgehalt ≤ 2–3 Vol.-% ist. Asphalte zeigen auch, wenn sie durchströmt werden, keine Erosionserscheinungen; die Adhäsion zwischen Mineralstoff und Bitumen sowie die Kohäsion des Bitumens verhindern dies.Heinz Patt (Hrsg.): Hochwasser-Handbuch. Springer, 2001, ISBN 3-642-63210-6, S. 211.
Statistik Der Baustoff Asphalt trägt heutzutage den wesentlichen Anteil an den Baustoffen für die Fahrbahnoberfläche von Straßen. So waren nach Angaben aus dem Jahr 2005 beispielsweise in der Bundesrepublik Deutschland 95 % aller befestigten Straßen mit einer Deckschicht aus Asphalt versehen.Felix Kern: Faszination Strassenbau. Motorbuch Verlag, 2005, ISBN 3-613-02499-3, S. 52. Bei genauerer Betrachtung erkennt man, dass dort ungefähr 75 % der Gemeinde- und Stadtstraßen sowie der Bundesautobahnen eine Fahrbahnoberfläche aus Asphalt haben.D. Richter, M. Heindel: Straßen- und Tiefbau. Teubner Verlag, 2004, ISBN 3-519-35621-X, S. 11. Die übrigen 25 % besitzen eine Pflaster- oder Betondecke. Auf deutschen Bundesstraßen wird fast ausschließlich Asphalt verwendet.
Im Jahr 2016 wurden in Deutschland 41 Mio. Tonnen Asphaltmischgut produziert. Davon waren 26,6 % Ausbauasphalt, der wiederverwertet wurde.Asphaltproduktion in Deutschland. (PDF; 18 kB) Deutscher Asphalt Verband In Österreich beläuft sich die Asphaltmischgutproduktion auf 7 Mio. Tonnen jährlich. Studie des Austrian Bioenergy Centre GmbH, 2006, S. 13.
Geschichte Antike Aufgrund von archäologischen Ausgrabungen lässt sich feststellen, dass bereits in der frühen Antike (um 1200 v. Chr.) natürlicher Asphalt verwendet wurde,Eduard Zirkler: Asphalt, ein Werkstoff durch die Jahrtausende. Giesel Verlag, 2001, ISBN 3-87852-010-7, S. 49, 82 ff. um Waffen und Geräte herzustellen sowie Schmuck und Skulpturen farbig zu gestalten. Speziell in der Region Mesopotamien fand das Material häufig Verwendung, da hier Naturasphaltvorkommen vorlagen. So fertigten die dort lebenden Völker, beispielsweise die Sumerer, Gefäße und Schilfboote (Guffa), die mit Asphalt abgedichtet wurden.Asphalt. In: Microsoft Corporation: Microsoft Encarta Professional 2003. Des Weiteren nutzten sie das Material als Mörtel für Lehmziegel. Einen solchen Hinweis findet man auch in beim Turmbau zu Babel, der nach streng biblischer Chronologie in die Zeit von ca. 2300–2200 v. Chr. einzuordnen ist.Nach Roger Liebi: Die Zeit hat sich erfüllt! Eine kurze Verständnishilfe zu den Zeitangaben des Alten Testaments. Edition Nehemia, 2015, ISBN 978-3-906289-06-9, S. 12.
mini|500px|Querschnitt durch eine Prozessionsstraße von Babylon. Die gebrannten Ziegel sind mit Asphalt vermörtelt, die obenliegenden Steinplatten ruhen in einem Asphaltmörtelbett. Diese Prachtstraße zählt zu den Vorläufern der modernen Asphaltstraßen.